Novabiochem®品牌为市场提供了一种用于原位活化的最广泛的高品质偶联剂。然而,由于可用的试剂种类繁多,为特定应用选择最佳偶联剂并不总是那么简单。缩合试剂在偶联效率、稳定性、溶解度或活性物质的反应性方面各不相同。

原位活化试剂

原位活化试剂被研究人员广泛采用,因为它们易于使用,即使在空间位阻氨基酸之间也能提供快速反应,并且它们的使用通常没有副反应。大多数基于鏻或铵(以前称为脲)盐,在叔碱存在下,可以将受保护的氨基酸平稳地转化为多种活化物质(图1)。表1总结了Novabiochem偶联剂的性质。

偶联选择指南

图 1.用最常用的偶联剂产生的活性酯。

最常用的试剂BOP、PyBOP和HBTU产生OBt酯,这些已经在常规SPPS和难以偶联的溶液合成中得到广泛应用。另外还有能产生比OBt更具反应性的酯的偶联剂。最重要的是HATU2、PyAOP1,3、HCTU4和PyClocK,它们在碱存在下将羧酸分别转化为相应的OAt和O-6-ClBt酯。与HOBt相比,HOAt和HO-6-ClBt的pKa较低,因此这些酯比它们的OBt对应物更具反应性。此外,HOAt具有吡啶氮的额外优点,其为偶联反应提供邻位协助,使得HATU和PyAOP成为OBt系列中最有效的偶联剂。

最近推出了基于Oxyma Pure离去基团的偶联剂,其中最有用的是COMU5,6和PyOxim7。关于这些试剂所产生的Oxyma酯的相对反应性的证据还有待进一步的研究。这些基于Oxyma的试剂的原始报告表明,它们比基于HOAt的试剂更有效,而我们的内部测试8表明HOAt试剂更优越。然而,基于Oxyma的试剂总是比基于HOBt(PyBOP、HBTU)和O-6-ClBt(PyClocK和HCTU)的试剂表现更好。基于Oxyma的偶联剂的一个特别优点是它们不基于潜在爆炸性的三唑试剂。

在我们的实验中,偶联剂的效率似乎几乎完全与其产生的活性酯的性质有关,反应性的顺序为OAt > Oxyma Pure > 2-ClOBt > OBt。 脲或鏻组分的结构似乎几乎不产生影响。

鏻与脲试剂的比较

除COMU外,DMF中基于脲的试剂溶液非常稳定,因此非常适合将其预制成偶联剂溶液用于多肽合成。相比之下,DMF中的鏻试剂溶液具有中等稳定性,应保存在封闭的小管中,最多使用2天。然而,与脲试剂相比,鏻试剂在DMF中的溶解性更高。这具有重要的实际意义,因为它使得反应能够在更高浓度下进行并伴随效率的提高。

鏻偶联剂通常比脲试剂产生更干净的反应。后者通过胍基化N-末端氨基可造成链终结9。当羧基活化缓慢时,例如在片段和环化反应的情况中,或者如果使用过量的脲试剂,这种副反应特别成问题。这些副产物的形成还导致长肽组装困难,因为这些短的带正电荷的肽可以掩盖ESI质谱中靶离子的存在。 与脲试剂相反,鏻试剂可以过量使用,甚至可以用于“促进”缓慢的环化或片段偶联反应,以驱动它们完成。

胍基化

图 2.由脲偶联剂造成的胍基化。

表1总结了Novabiochem偶联剂的性质

脲和鏻偶联剂的总结

材料
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参考文献

1.
Albericio F, Cases M, Alsina J, Triolo SA, Carpino LA, Kates SA. 1997. On the use of PyAOP, a phosphonium salt derived from HOAt, in solid-phase peptide synthesis. Tetrahedron Letters. 38(27):4853-4856. http://dx.doi.org/10.1016/s0040-4039(97)01011-3
2.
Carpino LA. 1993. 1-Hydroxy-7-azabenzotriazole.An efficient peptide coupling additive. J. Am. Chem. Soc.. 115(10):4397-4398. http://dx.doi.org/10.1021/ja00063a082
3.
Albericio F, Bofill JM, El-Faham A, Kates SA. 1998. Use of Onium Salt-Based Coupling Reagents in Peptide Synthesis1. J. Org.Chem.. 63(26):9678-9683. http://dx.doi.org/10.1021/jo980807y
4.
Marder O, Shvo Y, Albericio F. 2003. HCTU and TCTU: New Coupling Reagents ? Development and Industrial Aspects. ChemInform. 34(32): http://dx.doi.org/10.1002/chin.200332258
5.
El-Faham A, Funosas RS, Prohens R, Albericio F. 2009. COMU: A Safer and More Effective Replacement for Benzotriazole-Based Uronium Coupling Reagents. Chem. Eur. J.. 15(37):9404-9416. http://dx.doi.org/10.1002/chem.200900615
6.
Subirós-Funosas R, Nieto-Rodriguez L, Jensen KJ, Albericio F. 2013. COMU: scope and limitations of the latest innovation in peptide acyl transfer reagents. J. Pept. Sci.. 19(7):408-414. http://dx.doi.org/10.1002/psc.2517
7.
Subirós-Funosas R, El-Faham A, Albericio F. 2010. PyOxP and PyOxB: the Oxyma-based novel family of phosphonium salts. Org.Biomol.Chem.. 8(16):3665. http://dx.doi.org/10.1039/c003719b
9.
Gausepohl H, Pieles U, Frank R. 1992. Peptides: chemistry and biology.ESCOM. Leiden.523.